Expleo et le fonds de dotation Clinatec
Clinatec dispose, via son Fonds de dotation, avec le mécénat de compétence d’Expleo, d’une expertise de pointe activement impliquée dans le projet « Brain-Computer Interface » (BCI) qui a pour objectif de rétablir la mobilité de personnes en situation de handicap moteur lourd.
Les équipes agiles et innovantes en ingénierie et technologie d’Expleo participent à la conception, au développement et au test de briques technologiques indispensables du dispositif dans le domaine du traitement du signal, du développement électronique, des bancs de tests, du développement du firmware et des logiciels.
Concrètement, le BCI est une neuroprothèse implantable à la surface du cortex moteur du patient qui recueille et transmet, en temps réel, les signaux cérébraux du patient afin de contrôler différents effecteurs tels qu’un exosquelette 4-membres ou un stimulateur électrique de la moelle épinière. Pour aller encore plus loin, Expleo s’est engagé dans le prolongement du projet BCI avec la miniaturisation du système afin de rendre totalement autonome les patients en situation de handicap moteur sévère.
Le défi
Le programme BCI démarre en 2008 au CEA, au sein de Clinatec, dans la région de Grenoble, sous l’impulsion du professeur Alim-Louis Benabid, neurochirurgien français, docteur en physique, membre de l’Académie des Sciences et Chevalier de la Légion d’honneur, conseiller scientifique au CEA et co-fondateur de Clinatec, avec les premiers développements d’une technologie d’interface cerveau-machine fondée sur un implant qui est posé à la surface du cortex moteur pour mesurer l’activité corticale.
L’idée du professeur Benabid était de déployer cette technologie d’implant, qui s’appelle WIMAGINE®. Cette technologie se compose, d’une part de deux implants cérébraux posés chirurgicalement à la surface du cerveau qui détectent les signaux électriques corticaux émis ; et d’autre part, d’une unité de décodage capable d’interpréter les signaux neuronaux en temps réel grâce à une intelligence artificielle. Ces informations sont alors transformées en signaux de commandes numériques capables de piloter, par exemple, un exosquelette ou des systèmes de stimulation de la moelle épinière ou des muscles. L’implant permet de détecter toutes les intentions de mouvement des patients en situation de handicap moteur. C’est dans ce cadre qu’Expleo est entré dans le projet, via le Fonds de dotation Clinatec, par son mécénat de compétence.
En 2017, le premier essai clinique (BCI Tétraplégie) a été un succès. Avec la démonstration et la publication du CEA des résultats de cet essai clinique en 2019 dans la revue The Lancet Neurology mettant en exergue un patient tétraplégique capable de contrôler un exosquelette quatre membres directement à partir de son activité cérébrale.
En 2023, un patient paraplégique a réussi à retrouver le contrôle naturel de sa marche grâce au couplage de la technologie WIMAGINE® du CEA avec une thérapie de stimulation de la moelle épinière (EPFL/ HUV) dont les résultats ont été publié dans la revue Nature.
La solution
Depuis près de dix ans, l’équipe pluridisciplinaire d’ingénieurs et techniciens d’Expleo accompagne Clinatec sur plusieurs aspects du projet BCI : dans le domaine du traitement du signal, du développement électronique, des bancs de tests, du développement du Firmware et des logiciels.
À la genèse du projet, l’enjeu du traitement du signal était primordial. Les équipes d’Expleo ont oeuvré pour faire évoluer et optimiser des algorithmes de décodages de l’activité cérébrale nécessaires au BCI. Ainsi, elles ont apporté leurs compétences en analyse et en développement d’algorithmes ou en validation de leur bon fonctionnement sur des données cliniques.
Aujourd’hui, les équipes d’Expleo contribuent toujours autant à l’amélioration du système et plus particulièrement sur la miniaturisation du système, afin qu’il puisse se porter à la ceinture.
Cela signifie notamment :
- Concevoir et développer des cartes électroniques plus compactes pour développer des systèmes miniaturisés;
- Concevoir et valider les nouvelles versions des logiciels embarqués dans l’implant WIMAGINE® et le terminal de communication afin de pouvoir les utiliser ensuite dans le cadre d’essais cliniques;
- Développer de nouveaux environnements logiciels de décodage de l’activité cérébrale;
- Déployer des bancs de tests : il est nécessaire de respecter les contraintes réglementaires relatives aux dispositifs médicaux, par exemple, la norme ISO 13485.
La flexibilité des équipes Expleo et leur expertise en ingénierie et en technologie nous ont indéniablement permis d’accélérer la recherche et d’aller plus vite vers des applications cliniques. Leurs compétences sont précieuses, tout au long du process et pour toutes les personnes qui sont sur le projet. En effet, sans Expleo, nous n’aurions pas atteints nos objectifs aussi rapidement.
Chef du service de recherche biomédicale en neurotechnologie à Clinatec, CEA
Parmi nos partenaires, Expleo avec son ADN en ingénierie et technologie comprend bien le rôle clé que permettent les algorithmes et l’intelligence artificielle dans la médecine du futur. Cette passion commune pour l’innovation que nous partageons avec Expleo est très bénéfique pour, à termes faciliter la vie quotidienne des patients : ces derniers espèrent voir nos solutions reprises par des industriels et mises sur le marché pour qu’elles soient disponibles au plus grand nombre très rapidement.
Directeur du Fonds de dotation Clinatec
Conclusion
L’accessibilité des implants par les patients en situation de handicap moteur lourd reste encore un défi, mais des essais cliniques sont actuellement menés par le CEA, le CHU Grenoble-Alpes, l’Université Grenoble-Alpes et le Fonds de dotation Clinatec, avec le soutien de ses partenaires dont des entreprises comme Expleo.
Le projet BCI mené par Clinatec est une vraie innovation de rupture dans le monde médical pour laquelle les équipes d’Expleo sont pleinement investies. Elles sont impatientes de voir les défis qu’elles ont relevés, contribuant ainsi à redonner une forme de mobilité aux personnes en situation de handicap moteur.
Grâce au transfert de technologies vers des industriels, ces implants pourront être fabriqués à grande échelle, permettant ainsi d’offrir plus d’autonomie aux patients.
